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地震，在我们脚下实际上每天都在发生，只是由于震级太小我们无法感受得到。地震学可谓是一门古老的科学，从人类诞生之日起就在不断和地震打交道，可是一直到今天人类都没能真正摸清地震的脾气。那么究竟何谓地震呢？从字面意思上讲，地震就是指大地的震动。没错，一次地震发生后最直观的感觉就是地面的持续运动，可是这些震动是如何产生的，又是如何传播到地面上，是哪些因素造成了震动程度的强弱，有没有什么方法可减弱地震动的程度？我们今天暂且放下这些问题，先从远古说起，看看一看地震科学发展的前世今生。
作为一种自然现象，地震最大的特点就是其猝不及防的突发性以及巨大的破坏性，我国古人在很早就认识到了这一点，早在在2000多年前的《诗经·小雅·七月之交》中就有了关于地震的生动描述：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢崒崩。高岸为谷，深谷为陵。哀今之人，胡憯莫惩？！”，这首仅32字的小诗传递出了丰富的信息，首先是对震前现象震光的描述：烨烨震电，即耀眼的雷霆闪电，民间有谚语“地光闪，八成险”，7级以上大震前几小时至几天的极震区多有地光出现，呈现片状或团状的低空朦胧的闪光，除个别伴有燃气外，均为低空大气的放电。至于为何震前会有地光现象，现在普遍认为这源于石英受压而引起的放电效应，当石英晶质体绵延几公里时，震前上百巴(1bar=0.1Mpa)的应力变化足以造成百万伏的触发电压，低空的放电发光便在情理之中。“不宁不令”是指大地不停震动，竟然一点预告都没有，这体现了地震的突发性和持续性；“百川沸腾，山冢崒崩。高岸为谷，深谷为陵”描述了地震过程中产生的的各种地质现象：无数江河在沸腾，山峰碎裂崩塌，高耸的崖岸陷落为山谷，深邃的山谷隆升为丘陵。参照《中国地震烈度表》对地震烈度等级的划分，这次地震的烈度应该达到了12度甚至更高，属于一次强烈地震。诗的最后一句“哀今之人，胡憯莫惩”意思为：可怜今天的人，为何竟不知自省！？在我国古代有一个重要的概念“天人合一”，古人会把自然界的现象同人类自身或者统治者的得失联系起来，比如地震的发生，出现彗星或者日蚀，黄河改道等等，认为这是上天对人类的一种警示，因此诗的最后一句作者发出如此感慨也就不足为奇了。
在古希腊的神话中，海神普舍顿就是地震的神。南美流传着支撑世界的巨人身子一动，引起地震的说法。古代日本认为，日本岛下面住着大鲶鱼，一旦鲶鱼不高兴了，只要将尾巴一扫，于是日本就要发生一次地震。古印度人认为，地球是由站在大海龟背上的几头大象背负的，大象动一动就引起了地震。除此之外，埃及和蒙古也有关于地下住着动物在作怪的传说。而中国古代的主流观点认为，地震是“阴阳失衡”所致，汉成帝时议郎杜钦对此有过详细解释，《汉书·杜钦传》（卷60）记载，“臣闻日蚀、地震，阳微阴盛也。臣者，君之阴也；子者，父之阴也；妻者，夫之阴也。”，他认为地震发生与朝臣弄权、父子不伦，妻妾争宠有关，因为他们代表“阴气”。如果这些人犯上作乱，就会阴气太重，压住阳气，造成天地间失去平衡，产生地震。如果以现代的观点来看古代这些关于地震成因的论述，就会觉得古人们真是想象力丰富，但是在当时特定的社会条件下人们会自然而然得相信，当然，有些时候地震也会成为政治斗争的一个手段，《明史·杨继盛传》（卷209），杨继盛曾上书当时的嘉靖皇帝，即史上的明世宗朱厚熜，称“今外贼惟俺答，内贼惟严嵩，未有内贼不去，而可除外贼者。去年春雷久不声，占曰：大臣专政。冬日下有赤色，占曰：下有叛臣。又四方地震，日月交食。臣以为灾皆嵩致，请以嵩十大罪为陛下陈之。”地震与严嵩当道并无干系，当时正直的朝臣想除掉严嵩，地震之说只是他们借机找的一个由头。
中国古代关于地震最著名的科学研究就是东汉张衡发明的地动仪，相信几乎每个中国人都知道它。公元138年3月1日，这台地动仪西方的龙嘴张开了，铜球“铛”的一声落到蛤蟆嘴里，测知洛阳以西发生地震。但由于洛阳没有感到震动，所以很多人议论纷纷，说这台仪器不准。几天以后，信使飞马来报，距离洛阳以西一千多里的陇西(甘肃东南部)发生了大地震，这才使朝廷内外“皆服其妙”。张衡的地动仪是我国对地震学的重大贡献，很遗憾，在这之后的1700多年，人类对地震的研究几乎没有任何进步，直到19世纪随着弹性力学的发展地震学才逐渐开始成为一门独立学科。现代地震仪的发明研究始于19世纪最后几年，而有关地震波机制的研究则始于20世纪初。地震科学的发展同其他学科尤其是数学物理学科是紧密相关的，有很多著名的地震学家都是数学家，随着工业革命的蓬勃发展，数学力学等学科也迎来了春天，直到19世纪末，现代地震学的理论基础—弹性力学才得到完善。有很多人认为地震学和地质学类似，没有坚实的数理基础，这种认识是错误的，地震科学的确与地质学联系紧密，但是另一方面，地震学有着严格的数学物理方法基础，它是建立在弹性力学基础上的一门学科，例如，在1885年瑞利通过求解半无限空间中的波动方程使得人类在还未用仪器观测到面波（地震波的一种）的时候就已经知道这种波的存在（有意思的是，瑞利此人最为著名的工作是在化学方面，而且获得过诺贝尔奖）。
回到地震学的发展史上来，自19世纪末开始随着弹性力学的发展，波在介质中的传播问题进一步得到解决。1906年4月18日发生在美国旧金山的大地震在地震学发展史上有着重要的影响，通过研究这次地震地表的位移和应变，Reid (1910)公式化的说明了他关于地震的弹性回跳理论，这个理论在今天仍是研究地震周期的基本参考。与此同时，地震波理论研究也取得进步，1914年古登堡（大牛终于登场了）通过分析记录到的地震波形指出地核的存在，并精确给出了核幔边界的深度，另外，他同另一位大牛美国地震学家里克特合作导出改进后的地震走时曲线，创立了著名的里氏震级，并确定了震级、能量、地震烈度和加速度之间的定量关系，他和里克特给出的地震频度与震级之间的关系（Gutenberg-Richter关系）至今仍然被广泛应用于地震安评工作。又过了10年，1924年，日本成为世界上第一个发布建筑物抗震标准的国家，三年后美国也发布了类似的抗震设防标准，这对于人类防范地震危险具有重要意义。而到了1936年，丹麦女物理学家Lehmann（地球物理学界有很多著名的女科学家）通过分析远震地震波波形发现地核由外核和内核两部分组成，并且外核是液体，内核为固体。与此同时，美国科学家通过分析历史地震的最大震级、影响范围、发震周期等，第一次绘制出了世界上首张“seismic probability
map”，用以预测未来地震发生的可能性大小。不要以为地震学天天只和地震打交道，实际上它有着广泛的应用方面,现举一例,冷战开始后，美苏在核竞赛中一直试图窥探对方核弹爆炸的真实当量，但是如何才能通过非间谍手段实线这个目的呢？1956年，里克特和古登堡提出了通过核爆炸后记录到的地震波波形计算地震波辐射能的方法，这一成果解决了计算核爆炸能量的问题，这为人类监测核爆炸提供了技术基础。另一方面，冷战还意外催生了一项造福全人类的工程：The World Wide Standardized
Seismographic Network，全球标准化地震台网，这项工程致力于在全球范围内部署高质量地震仪用于记录低背景噪声的高质量地震波，借助该台网，全球地震范围内的地震记录将更加精确更加及时。而实际上这个标准化台网的真实目的是美苏之间为了监督禁止核试验条约的需要而发展起来的。在今天，借助地震监测技术，我们能够监测地球上任意位置发生的千吨级核爆炸，在许多地方，监测的灵敏度甚至更高。
上世纪60年代地震学最重大的成果是“地震矩”概念的提出，这一成果奠定了现代地震学的基础，概念的提出者安艺敬一被公认为现代理论与观测地震学的奠基人，他与Paul G. Richards合作的著作《Quantitative
Seismology》被认为是地震学家的圣经。关于地震矩概念的一个重要应用就是矩震级（Mw）的提出，在矩震级提出以前震级都是通过体波或者面波的振幅来衡量，但是人们发现在震级较大时（7级以上），地震所释放的能量虽然增大，震级却不再增大（震级饱和现象），因此面对大地震时，采用这些震级标度会低估地震的能量，而矩震级则不会出现“饱和”这一现象，地震破裂面面积越大，位错量越大，释放的能量也就越多，相应的地震矩也就会更大，以1960年智利大地震为例，测定的矩震级Mw=9.5，而面波震级已经饱和，仅为8.5。目前，矩震级已成为世界上大多数地震台网和地震观测机构优先推荐使用的震级标度。不过，由于世界各国有各自的震级研究历史和计算公式，各国对外公布的震级标度还未统一。我国对外公布的震级大多是面波震级而不是矩震级。比如日本311大地震，中国公布的是面波震级8.6级，美国公布的是矩震级9.0级。矩震级只是地震矩概念应用的一个方面，同样也推动着其他地震科学的发展，例如震源机制的求解等方面。目前，地震科学的发展非常全面，并且与其他学科的融合越来越紧密，随着信息技术的发展地震科学也已经进入到数字化时代，地震记录的分析解释等方面的工作都将会有新进展。不要小看这些地震波，在我们看来是一堆乱麻，研究地球深部的专家看到的是地球深部的圈层结构以及地下介质的性质，勘探地球物理学家看到的则是地下无尽的宝藏，军事地球物理学家看到的则是武器威力的大小，工程地球物理学家看到的则是地震对建筑物的影响。总之，科技是在不断进步的，推动着人类的不断进步，地震学发展到现在是无数科学家智慧的推动。当代地震学的分工越来越细，在我个人看来当代地震学依然面临两大挑战：一是如何搞清楚地震发生的力学机制进而能够对未来地震做出预测。如果能做到这一点，我们就能对地震高危险区做出各种预防措施，减少人员和财产损失。二是如何用数值的方法准确模拟震源破裂过程？如果能做到这一点我们就可以在局部区域模拟该地区地震有可能产生的强地面运动，有针对性的采取不同等级的预防措施，减少防护成本。
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